Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Captadors solars tèrmics

Captadors solars tèrmics

Un captador solar tèrmic és un component d'una instal·lació solar tèrmica. Un captador solar és un tipus de panell solar encarregat de capturar l'energia solar i transformar-la en calor. També rep el nom de col·lector solar tèrmic.

El captador solar és l'element bàsic d'aquesta font d'energia renovable.

De captadors solars hi ha molts tipus. El col·lector solar emprat dependrà de la utilització que se li va a donar. Per exemple, si volem escalfar una piscina fins a una temperatura de 25-28ºC, a la primavera, necessitem un captador simple, ja que fàcilment la temperatura ambient serà d'aquest ordre o fins i tot superior. D'altra banda, si volem escalfar un fluid fins a temperatures de 200 º C necessitarem captadors solars de concentració perquè concentrin la radiació solar i la transfereixin a un volum petit de fluid.

Tipus de captadors solars tèrmics

Actualment, al mercat solar podem diferenciar els següents tipus de col·lectors solars tèrmics:

  • Els captadors solars tèrmics plans o de placa plana. Aquest tipus de panell solar capta la radiació solar rebuda en una superfície per escalfar un fluid. Sovint s'utilitza l'efecte hivernacle per capturar la calor.
  • Els captadors solars tèrmics de concentració de la radiació solar. Aquest tipus de col·lectors capten la radiació rebuda en una superfície relativament gran ia la concentren mitjançant miralls en una superfície més petita.
  • Els col·lectors solars tèrmics de tub de buit. Aquest captador solar tèrmic consta d'un conjunt de tubs cilíndrics, formats per un absorbidor selectiu, situat sobre un assentament reflector i envoltat d'un cilindre de vidre transparent.

En les aplicacions solars a baixa temperatura, és a dir, a temperatures inferiors a 80ºC, com ara la climatització de piscines, la producció d'aigua calenta sanitària o, fins i tot, per a subministrar calefacció, s'utilitzen majoritàriament captadors solars tèrmics de placa plana, amb o sense coberta vidrada, en funció de l'aplicació.

Connexió de captadors solars tèrmics

A l'hora de definir i muntar una instal·lació solar tèrmica, cal tenir en compte que s'ha de fer una distribució dels captadors solars en grups.

Aquestes agrupacions de col·lectors solars tèrmics haurien d'estar sempre formades per unitats del mateix model i amb una distribució el més uniforme possible.

Hi ha dues opcions o tipologies bàsiques per agrupar dos o més captadors: de tipus sèrie o paral·lel. A més, es pot configurar un camp de captació combinant les dues agrupacions, que és el que anomenem agrupacions o circuits mixtos.

Connexió de captadors solars en sèrie

En la connexió en sèrie, la sortida del primer captador solar es connecta directament amb l'entrada del següent, i així consecutivament. La temperatura del fluid d'entrada a cada captador és superior a la del captador precedent, de manera que a la sortida d'un grup de captadors podem obtenir temperatures més altes que si treballéssim amb el salt tèrmic d'un sol captador.

Aquest tipus de connexió té l'inconvenient que el rendiment dels captadors va disminuint proporcionalment amb l'augment de la temperatura de treball; per tant, aquesta tipologia de connexió, únicament s'utilitza en aplicacions molt particulars, i amb un màxim de 6 a 10 m2 de captadors solars tèrmics connectats en sèrie, segons la zona climàtica.

Quant al comportament hidràulic d'aquesta configuració, el cabal total del grup de captadors serà l'equivalent al cabal d'un sol captador i, per contra, la pèrdua de càrrega provocada pel grup serà l'equivalent a la suma de la pèrdua de càrrega de tots els captadors solars.

Connexió de col·lectors solars en paral·lel

En la connexió de captadors solars en paral·lel, tant la sortida com l'entrada dels captadors estan connectades a punts d'entrada i sortida comuns a la resta de captadors.

Amb aquesta configuració, la temperatura del fluid d'entrada és la mateixa en tots els captadors i passa el mateix amb les temperatures de sortida, de manera que a la sortida de la bateria o el grup de captadors obtenim la temperatura com si treballéssim amb el salt tèrmic d'un sol captador.

Per tant, tots els captadors treballen en el mateix punt de la corba de rendiment. Aquesta connexió és la més habitual en les instal·lacions solars tèrmiques de baixa temperatura.

Hidràulicament, aquesta configuració ens presenta un cabal total del grup, que equival a la suma dels cabals parcials de cada captador, mentre que la pèrdua de càrrega del grup, serà l'equivalent a la d'un sol col·lector solar tèrmic.

Connexió mixta de captadors

En algunes ocasions, el volum dels captadors i / o la necessitat de temperatures més elevades dóna com a resultat instal·lacions que combinen la disposició en sèrie i en paral·lel. A aquesta tipologia de connexió dels panells solars en diem mixta.

Equilibrat del camp de captació

Bàsicament, hi ha dues metodologies per aconseguir equilibrar el cabal de fluid transportador de calor en un camp de captadors solars tèrmics:

  • Igualant la longitud dels circuits. Això s'aconsegueix amb el que s'anomena retorn invertit. És a dir, igualar la longitud de canonades de connexió de tots els captadors solars perquè el fluid tingui la mateixa pèrdua de càrrega.
  • Inserint pèrdues de càrrega mitjançant la disposició de vàlvules d'equilibrat a l'entrada de les bateries de col·lectors. Així, a menor longitud de circuit s'aplica més pèrdua de càrrega amb la vàlvula corresponent.
  • valoración: 3 - votos 6

    Última revisió: 29 de maig de 2018